初中科学九年级上册 第三章能量的转化与守恒 计算题

试卷更新日期：2025-12-08 类型：复习试卷

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一、机械功和机械功率的计算

  • 1. 小科参加某科技公司的AI机器人研学活动，刚好看到工程师在基地训练人形机器人。若一个机器人将质量为6kg的方形物体从地面开始上台阶搬到3m高的入门平台上，用时15s。另一个机器人从地面开始施加沿斜面向上的推力F使相同的方形物体匀速运行到入门平台上， 其斜面长为6m， F为50N。求：

    (1)、上台阶的机器人克服方形物体重力做功的功率是多少?
    (2)、另一个机器人使用的斜面机械效率是多少?

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  • 2.  千岛湖某景区配置了“飞天魔毯”，游客无需步行上山，坐在传送带上即可由“飞天魔毯”带至山上，如图甲所示。已知该“飞天魔毯”长度为400米，落差达100米，游客坐着“飞天魔毯”上山时，可以视为沿斜面匀速上升，模型图如图乙所示。

    (1)、上升过程中，传送带对游客的支持力对游客有无做功? 答：(选填“有”或“无”)。
    (2)、 游客乘坐“飞天魔毯”上升时，判断游客机械能变化情况并说明原因。
    (3)、游客坐在魔毯上从底部以1m/s的速度上升到顶部。已知该游客的质量为50kg，不计空气阻力，请计算“飞天魔毯”运行过程中，传送带对该游客做功的功率。

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  • 3. 一辆在水平路面上沿直线匀速行驶货车，行驶时所受阻力为车总重的0.1倍，货车(含驾驶员)空载时重为 3×104N。求：
    (1)、货车空载行驶时所受的阻力大小?
    (2)、货车以72km/h的速度空载匀速行驶时，10s内货车牵引力做的功?
    (3)、当货车以100kW的额定功率、90km/h的速度匀速行驶时，求货车最多可装载多少货物?

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  • 4. 如图所示，雪橇与货物总质量为100kg，狗拉着雪橇在水平雪地上做匀速直线运动（忽略雪橇的磨损），雪橇与雪地之间的摩擦力为总重力的0.1倍。

    (1)、雪橇在运动过程中动能将（选填“变大”“不变”或“变小”）。
    (2)、雪橇运动5米，狗的拉力对雪橇做功为多少焦？
    (3)、狗拉雪橇在水平雪地上以10m/s速度匀速直线运动，狗的拉力对雪橇做功功率为多少？

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  • 5. 一辆小轿车以72km/h的速度在水平路面上匀速直线行驶，受到的阻力是1200N。小轿车沿水平路面匀速直线行驶600m后驶上一个斜坡。设行驶过程中小轿车的功率始终保持不变，求：
    (1)、在水平路面上匀速直线行驶600m，小轿车牵引力所做的功。
    (2)、行驶过程中小轿车的功率。
    (3)、小轿车上坡时行驶速度降为10m/s，则牵引力变为多大？

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二、杠杆计算题

  • 6. 一轻质杠杆AB水平放置，杠杆长1米，O为杠杆的支点，OA 长0.2米，B点用量程为10牛的弹簧测力计竖直提起，其装置如图所示。

    (1)、将一只西瓜悬挂于杠杆上，悬挂点距O点0.4米，弹簧测力计的示数为8牛，求该西瓜的重力；
    (2)、要使轻质杠杆AB始终处于水平平衡，求西瓜悬挂点与O点之间的距离d的取值范围。

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  • 7. 面馆大锅捞面条通常用长筷子(为避免被蒸汽烫伤)，并辅以漏勺(图甲)，家里捞面条通常只用筷子即可，为什么面馆需要漏勺呢?带着这样的问题，小金实地勘察并查阅资料后，建立了筷子横拿时的模型，如图乙所示，AC长度为40厘米，BC长度为36厘米，C、C1为面条所在位置。请回答下列问题：

    (1)、若要使筷子对面条的压力为2牛，需要在B点施加的力为多少牛?
    (2)、已知AB长度与A1B1长度相等，AC长度大于A1C1长度，请列式分析长筷子捞面条需要配漏勺，而短筷子不需要的原因。

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  • 8. 如图甲所示的隐形床因美观且节约空间的特点，近些年备受年轻人喜爱。其工作原理和物理有着密不可分的关系。将隐形床处于水平位置时的结构进行简化，取其部分可抽象成如图乙所示的模型。隐形床可围绕O点转动，把床架和床垫看成一个整体，床两侧各装一根液压杆连接在床架上B处和墙体上A处，通过控制液压杆的开关可以在10秒内收起床体。已知床架上B处与O点的距离为0.5m，床的长度为2m，整个床体(包含床垫) 质量约为80kg， 整个床体厚度为0.2m。求：(g取10N/ kg)

    (1)、图乙中液压杆和床架构成了杠杆；
    (2)、当收起床体时，每个液压杆至少要提供多大的力?
    (3)、计算液压杆收起床体过程中，对床体做功的功率大小?

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  • 9. 如图所示为自动升降单杆晾衣架，顶盒中有牵引装置，甲、乙是连接牵引装置和水平晾杆的竖直钢丝绳，水平晾杆上有7个挂衣孔，相邻两孔间距相等，甲、乙钢丝绳悬挂晾杆的点分别与1号、7号孔中心对齐。现把重为30N的衣服(含衣架)挂在5号孔(不计晾杆和绳的重力，不计摩擦和空气阻力)。

    (1)、绳甲对晾杆的拉力为 F甲, ， 绳乙对晾杆的拉力为F乙 ， 则F甲F乙 ， (选填“大于”“等于”或“小于”)。
    (2)、此时绳甲对晾杆的拉力F的多少?
    (3)、闭合开关，牵引装置工作，将晾杆保持水平状态匀速提升1.2m，用时10s，此过程该装置牵引钢丝绳做功的功率是多少?

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三、滑轮计算题

  • 10. 在某次抢险救灾过程中，抢修小组采用了先在高压电架旁树立高杆，安装滑轮，然后再向空中的工作平台运送钢架的方法，如图所示，若某次搬运的是80kg 的钢架，钢架被提升到10m高的工作平台上用了100s，抢修工人所用的拉力为500N(不计绳重和摩擦，g取10N/ kg) 。求：

    (1)、工人做的总功是多少?
    (2)、工人拉绳子做功的功率是多少?
    (3)、用滑轮组提升钢架时的机械效率是多少?

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  • 11. 如图所示(滑轮组的绕绳未画出)，人以1000N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端20秒，使绳端向下移动了1.5m，重物匀速上升了0.5m，已知滑轮组的机械效率为60%。

    (1)、按题意画出滑轮组的绕绳。
    (2)、人所做功的功率为多大?
    (3)、被吊起的重物质量为多大?

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  • 12. 如右图是一个定滑轮(质量为3kg)和一个动滑轮(质量为2kg)组A成滑轮组。用该滑轮组在4秒内将重物竖直向上匀速提升4m，所用拉力F=100N，不考虑绳重和摩擦影响。

    (1)、拉力F的功率为多少?
    (2)、该重物的重力为多少?
    (3)、若所提重物的重力增至280N，则此时滑轮组的机械效率?(保留一位小数)

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  • 13. 小科设计了三种提升重物的方式，均将10N的重物匀速提升了1m，如图所示。

    (1)、上述三个方式提升10N的重物时，人施加的力的大小关系为。(不计杠杆、滑轮的重力，以及绳与滑轮间的摩擦，AO=2BO。)
    (2)、请在图乙中画出作用在杠杆A端的动力F2的力臂。
    (3)、如图丙，每个滑轮重均为2N，则在将10N的重物提升1m 的过程中，则拉力F3做的功为多少?(不计绳重和摩擦)

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  • 14. 为了尽快疏通道路，抢险救援人员利用如图所示的滑轮组将质量6t的故障车拖出公路，已知地面对故障车的阻力为其重力的0.08倍，在水平拉力 F为 2×103N作用下车辆在30s内沿水平方向匀速直线移动了3m， g取10N/ kg。求：

    (1)、故障车受到地面的阻力f为多少?
    (2)、拉力F的功率P为多少?
    (3)、该滑轮组的机械效率η是多少?

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四、热量，热值计算题

  • 15. 有一机器发动机用水做冷却剂，已知机器工作一段时间，把5千克的水温度从 20∘C上升到 25∘C。请回答下列问题：
    (1)、选择用水做冷却剂是因为；
    (2)、这款发动机冷却降温的过程中，水的内能(选填“增加”、“减小”或“不变”)；
    (3)、 求这段时间水吸收的热量。[c水=4.2×103焦/ (千克·℃) ]。

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  • 16. 小华同学外出郊游时携带一个轻质合金钢、一台便携式燃气炉如图所示，内置一瓶燃气罐(参数如表所示)，其中的主要成分丁烷C4H10无色无味，难溶于水，密度大于空气，易燃烧。

    燃气罐规格(尺寸/容量)

    净质量

    主要成分

    热值

    250g

    丁烷 C4H10

     5×107J/Kg

    (1)、燃气罐中的主要成分丁烷(C4H10)(填“是”或“不是”)有机物。
    (2)、整罐燃气完全燃烧放出的热量为多少?
    (3)、郊游地水的沸点为 100∘C,加热前水温为 20∘C, ， 完全燃烧28g燃气可以将锅内2.5kg的水烧开，水的比热容为 4.2×103J/Kg⋅∘C,加热效率是多少?
    (4)、关于便携式燃气炉的安全性使用，下列说法正确的是____。(选填字母)
    A、使用时保持通风，防止不完全燃烧产生的CO等有害气体积聚 B、燃气罐不能放置在高温环境下，防止过度受热发生爆炸 C、便携式燃气炉有安全隐患，应禁止使用

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五、电能相关计算

  • 17. 小科用迷你电动机制成了一台升降机模型，如图。电路中直流电动机的线圈电阻为2Ω ， R0是阻值为10Ω的定值电阻，电源电压保持24 V不变，闭合开关S ， 当电动机正常工作时，匀速提升重为10 N的物体，此时电压表示数为14 V。（忽略温度对电阻的影响）

    (1)、电动机正常工作时，通过它的电流是A。
    (2)、电动机正常工作时，R0的电功率是W。
    (3)、若电动机正常工作5s ， 可使物体上升的高度是m。

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  • 18.  如图所示是一条电热毯电路的示意图，R0是发热电阻丝，R是串联在电路中的电阻。S是控温开关。电热毯高温挡时功率为40 W。请回答：(不考虑温度对电阻的影响)

    (1)、要使电热毯处于低温挡，开关 S应处于(填“断开”或“闭合”)状态。
    (2)、发热电阻丝 R。的阻值是多大?
    (3)、当电热毯处于低温挡时，电路中的电流为0.1 A，在50 min 内 R0产生的热量是多少?

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  • 19. 如图所示，电路中R1=40Ω，R2=60Ω.，闭合开关，电流表示数为0.3A，

    请计算：

    (1)、电源电压；
    (2)、电阻R2的电功率；
    (3)、开关闭合20s，电流通过R2做了多少功？

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  • 20. 图甲是一款多功能养生壶，图乙是它的简化电路图，其中R1、R2为电热丝，电阻不变，下表为其铭牌，其中高温挡的额定功率已模糊不清，求：

    项目

    参数

    电源电压/V

    220

    低温挡功率/W

    200

    中温挡功率/W

    400

    高温挡功率/W

    		 

    容积/L

    1.5

    (1)、低温挡工作30 min，消耗多少电能。
    (2)、高温挡功率是多少。
    (3)、若家庭电路的电压变成198 V，该养生壶在高温挡工作 10 min，低温挡工作20 min，消耗多少电能。

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  • 21. 爆米花松脆可口，深受人们喜爱。如图所示，是某型号的爆米花机的电路图，该爆米花机具有制作和保温功能。只闭合开关S2时，R2加热，电动机搅拌，开始制作爆米花；只闭合开关S1时，R1保温，防止爆米花变凉；爆米花机的铭牌如表所示。（c玉米=1.2×103J/(kg⋅℃)）

    额定电压

    220V

    加热功率

    220W

    保温功率

    22W

    电动机功率

    44W

    (1)、求保温电阻R1的阻值；
    (2)、求制作爆米花时，电路中的工作电流大小；
    (3)、在20℃时，将200g玉米加热到320℃时，即成为爆米花，求玉米粒需吸收的热量；

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  • 22. 小锦家一款新型电烤箱铭牌上的部分参数如表所示，其简化电路如图甲所示，R1、R2均为电热丝（阻值不随温度变化）；

    ××牌电烤箱

    额定电压：220V

    额定加热功率：1210W

    额定保温功率：110W

    （1）该电烤箱在额定保温功率下工作时的电流是多少？

    （2）电热丝R2的阻值是多少？

    （3）傍晚用电高峰期，小锦想测量电烤箱在工作时的实际功率，于是他断开了家中其他用电器，仅让电烤箱在加热状态下工作，1min内如图乙所示的电能表转盘转了50r，则电烤箱实际的加热功率是多少？

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